Blusdiode weglaten

Als ik een IRF7807D1 gebruik met interne Schottky diode om een solenoid spoel aan te sturen, dan kan ik toch de blusdiode (die je normaal over de spoel zet) rustig weglaten?

Nee, want de interne diode van de fet beschermt de fet niet tegen de kick-back spanning van de spoel.
De spoel geeft namelijk een positieve spike op de drain van de fet.

Je moet kijken hoe de extra diode in die FET is aangesloten, volgens de datasheet kan de diode an sich het waarschijnlijk wel aan. Als ik echter kijk hoe hij is aangesloten zal hij over de FET staan, en niet over de spoel. Het effect als blusdiode is dan niet aanwezig.

Die scottky zit in de FET precies zo aangesloten dat ie in sommige (vele?) gevallen precies goed zit.

Je moet wel de specs lezen (pak 'm beet max 2.2A door de beveiligingsdiodes, terwijl je met het FET-gedeelte meer kan!), en controleren of ie in jou schema wel goed staat....

In een H-brug zitten die diodes volgens mij precies goed, maar als je alleen een spoel aan en uit zet door de N-fet in de negatieve aansluiting van de spoel te zetten, dan heeft Zonnepaneeltje (en mbbneon) gelijk.

Los van de maximale stroom door die diode, is het ding parasitair, en heeft dus vaak slechte eigenschappen (traaaaag). Er zijn tegenwoordig steeds meer FETs met verbeterde body diodes, maar dat staat dan meestal apart in de datasheet. Als er niets over in staat, kun je er maar beter vanuit gaan dat het ding ongeschikt is als vrijloopdiode.

Wat wil je met die diode bereiken? Naar mijn idee wil je de spanningspiek van het relais bij uitschakelen in de kiem smoren.
Als ik je goed begrijp, schakel je met je FET een relais en wil je de diode van de FET gebruiken om 'iets' met die piek te doen? Enige wat ik mij kan voorstellen is dat je 'm zo de voeding in jaagt. Moet je dat willen?

Los van de maximale stroom door die diode, is het ding parasitair, en heeft dus vaak slechte eigenschappen (traaaaag).

Eeh SparkyGSX, er zit een extra diode in de behuizing van die FET, naast de parasitaire diode. Het is dan ook een 8-poots behuizing specifiek voor schakelende toepassingen. (Ik dacht eerst ook dat het om de parasitaire diode ging, totdat ik de datasheet bekeek)

@EricP, normaliter zet je een diode in sper over een (relais)spoel om er voor te zorgen dat de uitschakelpuls wordt kortgesloten op de spoel zelf. Het is niet de bedoeling om iets de voeding in te sturen. Bij het uitschakelen van een spoel krijg je een puls met omgekeerde polariteit. Maar volgens mij weer jij dat ook wel.

[Bericht gewijzigd door mbbneon op (29%)]

Ik had die datasheet niet bekeken, maar die extra diode staat gewoon parallel aan de body diode. Hij is dus wel bruikbaar als vrijloopdiode, als je die FET in een brug zou toepassen, maar de TS heeft er niets aan.

Als je een FET met goede avalanche ratings gebruikt, en alles goed berekent, kun je soms wegkomen zonder vrijloop diode, waarbij de stroom door de spoel heel snel afneemt. De spanning over de spoel is dan gelijk aan de voedingsspanning plus de spanning over de MOSFET in avalanche. Dat zou ik met deze MOSFET toch niet doen.

Het plaatsen van een blusdiode over een zelfinductie is bij mij gewoon een vaste gewoonte geworden onder het motto: beter een blusdiode bij de hand dan tien Fet's in de lucht!
Mac.

Je kan de diode ook over het schakelelement plaatsen, dat maakt niet uit als je het schakelelement wilt beschermen. Uit gewoonte gebeurt het niet vaak maar in automotive zie je het veel meer.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op (43%)]

Uit gewoonte gebeurt het niet vaak maar in automotive zie je het veel meer.

Daar is het ook voor bedoeld... ;)

Ja, dat werkt ook; heb zelfs uit nood (omdat ik geen plaats had en er niet bij kon)) een diode in doorlaat in serie geschakeld met voedingsdraad van de spoel.
Enigste nadeel was dat de voedinspanning van de schakeling 0,6 volt lager werd. Maar ja op 24 volt mist men een paar tiende voltjes niet.

Op 9 november 2010 10:01:09 schreef mbbneon:
[...]
@EricP, normaliter zet je een diode in sper over een (relais)spoel om er voor te zorgen dat de uitschakelpuls wordt kortgesloten op de spoel zelf. Het is niet de bedoeling om iets de voeding in te sturen. Bij het uitschakelen van een spoel krijg je een puls met omgekeerde polariteit. Maar volgens mij weer jij dat ook wel.

Exact. Je wilt het spul de voeding niet in jassen. Dat doe je dus wel als je je schakelelement beveiligt door een daar al dan niet opzettelijk aanwezige diode in te gebruiken...
Bij automotive kan ik me er nog wel iets bij voorstellen. Er wordt zoveel verbruikt dat die 'piek' uit dat relais qua energieinhoud geen zak voorstelt. Dat raak je op de 'voeding' wel ergens kwijt...

Op 9 november 2010 15:33:00 schreef McDuff:
een diode in doorlaat in serie geschakeld met voedingsdraad van de spoel.

Wat heeft dat nou voor nut? Daarmee voorkom je de spanningspiek op de spoel toch niet?
Een blusdiode over de spoel is de enige goede maatregel. Van diodes op andere plaatsen kan ik me niet voorstellen hoe die werken.

@McDuff: het probleem van een diode in serie, is dat er geen stroompad beschikbaar is voor de spoel. Die stroom zal uiteindelijk toch gaan lopen, of de spanning wordt enorm hoog tijdens het uitschakelen (immers, U=L*dI/dt). Als de dI/dt klein blijft, doordat je langzaam schakelt, kan de spanning ook nog wel beperkt blijven.

@TS: voor automotive zou ik eerder MOSFETs gebruiken die speciaal voor automotive ontwikkeld zijn. "Fully autoprotected" is de magische term, geloof ik. Voor een klein relais kun je natuurlijk zelf nog wel iets engineeren, maar bezuinig niet op de bescherming in een automotive omgeving.

Een Vds(max) van 30V lijkt me ook erg laag; vooral tijdens het starten, maar ook op andere momenten tijdens het rijden, kun je pieken van zo'n 60-80V krijgen op de voeding. Als je de voeding zelf goed filtert en clampt, zou het wel kunnen. Als je zo'n FET met een relais in serie direct aan de boordspanning hangt, leeft hij waarschijnlijk niet lang.

Op 9 november 2010 15:50:23 schreef KlaasZ:
Een blusdiode over de spoel is de enige goede maatregel. Van diodes op andere plaatsen kan ik me niet voorstellen hoe die werken.

Behalve misschien een zenerdiode over de FET. Die zou de spanningspiek doven door te gaan geleiden boven de {vul hier veilige grenswaarde in :)} volt.

@SparkyGSX: dat er geen 'stroompad is' is niet zozeer het probleem van de seriediode, maar alleen van het afwezig zijn van de paralleldiode. De seriediode doet gewoon niks (afgezien van zijn doorlaatspanning), omdat de stroomrichting in de spoel niet omdraait bij het afschakelen.
Ik denk dat je dat ook bedoelt, maar zoals het er stond zou men het misschien verkeerd kunnen lezen.

Een paralleldiode over de spoel maakt wel dat de stroom in de spoel relatief langzaam afneemt. Als dat sneller moet, kan je een weerstand in serie met de diode opnemen.
De inductiespanning wordt dan wel weer hoger, maar dat is goed uit te rekenen: het is gewoon Ibedrijf × Rserie extra.
Dus als de spoel bv. 2A verbruikt, en de tor (fet) mag 100V hebben, dan zou je met je weerstand tot bijna 50 ohm kunnen gaan, waardoor het afschakelen toch wel veel sneller kan.

Hier en daar lees ik over "omgekeerde polariteit van de inductiespanning". Dat kan wat verwarrend werken; in ieder geval geldt: als de spoel met zijn 'bovenkant' aan de voeding (vaak de plus) hangt, en de tor zijn 'onderkant' naar nul schakelt, dan heeft de inductiepiek op de tor (collector of drain) bij het weer afschakelen, gewoon hetzelfde teken als de voedingsspanning (dus meestal plus).

En sterker nog, als de voeding plus 12 is, dan wordt ie dus +12.6 MET blusdiode geinstalleerd, +25V als je een 13V zener zou gebruiken (da's nog niet makkelijk omdat de zener verkeerdom ook geleidt, kost je volgens mij dus een extra diode). en +VEEL als je de protectie helemaal achterwege laat.

Sparky, de "parasitaire" bodydiode wordt steeds beter gespect. Ik zie FETs die gewoon de nominale stroom ook door hun body diode kunnen hebben. 't enige is dat ze bij de nominale stroom vaak minder dan 0.6V spanningsval hebben, dus het te dissipieren vermogen neemt behoorlijk toe!.

Kijk bij deze vragen ze je vriendelijk of je niet meer dan 1.1kA door de body-diode wilt duwen.... http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfp4468pbf.pdf (Maar 1kA herhaaldelijk moet geen probleem vormen....Wel een beetje op de temp letten)

Sparky en klaas. Ik snap het ook niet helemaal, maar het werkte.
Volgens mij is de tegenspanning over de spoel toch tegengesteld gericht aan de voedingsspanning Oftewel twee plussen tegen elkaar in of zit ik nou verkeerd te denken?
Hoor het graag van jullie.
Groeten,
Mac.

Edit Bericht gecorrigeerd.

[Bericht gewijzigd door McDuff op (12%)]

Op 9 november 2010 18:25:35 schreef McDuff:
Volgens mij is de tegenspanning over de spoel toch tegengesteld gericht aan de voedingsspanning

Dat is op zich correct. Maar voor een beter beeld van de situatie kan je beter uitgaan van het gegeven dat de stroom die door de spoel loopt wil blijven lopen, en wel in de oorspronkelijke richting. En dan moet je je af gaan vragen waar die stroom naar toe kan.

Op 9 november 2010 17:58:48 schreef rew:
+25V als je een 13V zener zou gebruiken (da's nog niet makkelijk omdat de zener verkeerdom ook geleidt, kost je volgens mij dus een extra diode).

Ik bedoelde eigenlijk een zenerdiode over de FET. Met een 13V zener zou dan de spanning tot die 13V oplopen (bij een ideale zener). Maar in de praktijk neem je natuurlijk een zener voor een hogere waarde; als hij maar lager is dan de maximale Ud die je wilt zien.

Op 9 november 2010 18:25:35 schreef McDuff:
Volgens mij is de tegenspanning over de spoel toch tegengesteld gericht aan de voedingsspanning Oftewel twee plussen tegen elkaar in.

Stel: je spoel trekt 2A.
Vlak voor uitschakelen loopt er een stroom van 2A naar beneden door de spoel.
Vlak na uitschakelen loopt er DUS óók, of liever: nog steeds, een stroom van 2A naar beneden door de spoel.
De spoel gedraagt zich nu als stroombron van 2A; deze stroomsterkte is een vast gegeven, daar verander je niets aan.
Maar als je de spoel per se als spanningsbron wilt beschouwen, dan zit de plus beneden en de min boven. Hij staat dus 'min aan plus' in serie met de voedingsspanning, ofwel optellend.

En wat als de serie diode door de hogere tegenspanning geblokkeerd staat ten opzichte van de lagere voedingsspanning, hoe moet ik mij dan de stroomloop voorstellen, er is dan toch geen sprake meer van een (destructieve) gesloten keten?
Sorry, ik tik een beetje traag.

De stroom loopt na het uitschakelen gewoon dezelfde kant op als daarvoor (zie ook de posts hierboven). Dus NIET tegengesteld.
Als de seriediode eerst geleidde, doet hij dat nu ook. ;)

Overigens is het meer de open kring (zonder paralleldiode of zener over de fet) die destructieve gevolgen heeft. Gesloten is juist goed.

Hmm, grappig feit is dat men bij het uitschakelen altijd spreekt van 'tegenspanning' en nooit van een meespanning.
Misschien dat dat de begripsverwarring bij mij schept.
In ieder geval bedankt voor je uitleg, en ik ga het even rustig in een hoekje tot mij laten komen.
Groeten,
Mac.

Tja, feitelijk bestaat er helemaal niet zoiets als "tegenspanning" uit een spoel. Ik heb dan ook nog steeds bezwaar tegen de term "kickback" e.d., omdat het niet helpt om het fenomeen te begrijpen.

Het komt, hoe dan ook, altijd hier op neer:

U = L * dI/dt

(voor een niet-ideale spoel natuurlijk nog R * I er bij optellen, en hierbij worden parasitaire capaciteiten, kernverzadiging, verliezen door wervelstromen, magnetostrictie, hysterese e.d. allemaal buiten beschouwing gelaten)

ALLE andere verklaringen zijn irrelevant.

Als je dat eenmaal begrijpt, is het allemaal heel eenvoudig te verklaren.

Zie ook de mooie parallel met een condensator.

Je hebt spanning op de condensator staan;
Je haalt je spanningsbron eraf, maar op de condensator blijft precies zo'n spanning nog staan. Daarom mag je hem ook niet zomaar kortsluiten.
De spanning op de condensator kan niet plotseling veranderen; dat zou met heel veel stroom gepaard gaan.

Nu de spoel:
Je hebt stroom door de spoel lopen;
Je haalt je stroombron eraf, maar door de spoel blijft precies zo'n stroom nog lopen. Daarom mag je hem ook niet zomaar open laten.
De stroom door de spoel kan niet plotseling veranderen; dat zou met heel veel spanning gepaard gaan.

---
Bij het laten toenemen van de spoelstroom heb je een spanning te overwinnen; die zou je wel 'tegenspanning' kunnen noemen desnoods, als je wilt. Formule: zie hier vlak boven. :).
Maar bij het laten àfnemen van de spoelstroom verzet de spoel zich weer: hij wil die stroom juist op gang houden. Dié inductiespanning moet dan natuurlijk geen tegenspanning zijn.
In het tweede geval werkt de spoel dus wel tegen, maar niet met een tegenspanning wat richting betreft.

Maar, ook voor mij is dat al veel te veel hocus pocus. Ik klem me altijd vast aan de simpele vaststelling: de spoelstroom kan niet plotseling veranderen. Daarmee is alles begrijpelijk.